Die Northrups, Leeming, ETTR und High ISO erzeugt keine Noise Thema ist als GELÖST markiert

[Mediamind]

Man kann zu den Northrups stehen wie man will, manchmal sind die Denkansätze gar nicht schlecht. Im folgenden Beitrag wirft er Licht (wörtlich) auf ein Thema, welches ich bisher auch immer wahrscheinlich falsch vertreten habe: High ISO=More Noise
In einem anderen (nicht beachteten) aktuellen Beitrag von mir im Panasonicbereich hatte ich die Frage gestellt, wie Ihr das mit ETTR nach Leeming haltet und wie Ihr bei Lowlight verfahrt.
Die hohen ISO-Werte, um gemäß Leeming bis an den Rand des Clippens zu kommen hatten mich unruhig gemacht. Scheinbar zu unrecht. Leeming geht über den Bereich des üblichen ETTR hinaus und je nach Bedingungen ist dies nur über High-ISO möglich. Die Ergebnisse fand ich ansprechend. Der Beitrag von Tony Northrup lässt das Vorgehen mit höheren ISO Werten zu filmen in einem anderen Licht erscheinen. Was haltet Ihr davon?

[cantsin]

Die ganze Semantik von "ISO" ist falsch, da sie der analogen Fotografie entnommen ist und man Fotografen offenbar nicht zumuten kann, in Parametern digitaler bzw. elektronischer Signalverarbeitung zu denken.

Bei der ISO digitaler Kameras handelt es sich eigentlich um native Sensorempfindlichkeit + Gain (=Signalverstärkung) + z.T. auch um negativen Gain oder Gammaabsenkung bei niedrigen ISOs unterhalb der nativen ISO.

Wenn man das - wie die meisten Videomacher - weiß, weiß man auch, was ein schlechter Signal-/Rauschabstand durch ein schwaches Signal (= wenig Licht) ist, auch bekannt als Prinzip "garbage in - garbage out". Und dass man für eine optimale Aufzeichnungsqualität den Sensor in seiner nativen Empfindlichkeit voll belichten muss.

Fotografen hingegen hat man das Denken beigebracht, dass digitale Kameras wie Filme mit flexibler Empfindlichkeit sind und bei hoher ISO die Körnigkeit steigt. Diesen Mythos probiert das Video zu zerstören, macht aber die Dinge noch komplexer, indem sie die Metapher ISO mit zusätzlichen Metaphern ausschmückt - statt einfach mal zu erklären, was Signal-/Rauschabstand und Signalverstärkung sind...

[dienstag_01]

Die ganze Semantik von "ISO" ist falsch, da sie der analogen Fotografie entnommen ist und man Fotografen offenbar nicht zumuten kann, in Parametern digitaler bzw. elektronischer Signalverarbeitung zu denken.

Bei der ISO digitaler Kameras handelt es sich eigentlich um native Sensorempfindlichkeit + Gain (=Signalverstärkung) + z.T. auch um negativen Gain oder Gammaabsenkung bei niedrigen ISOs unterhalb der nativen ISO.

Wenn man das - wie die meisten Videomacher - weiß, weiß man auch, was ein schlechter Signal-/Rauschabstand durch ein schwaches Signal (= wenig Licht) ist, auch bekannt als Prinzip "garbage in - garbage out". Und dass man für eine optimale Aufzeichnungsqualität den Sensor in seiner nativen Empfindlichkeit voll belichten muss.

Fotografen hingegen hat man das Denken beigebracht, dass digitale Kameras wie Filme mit flexibler Empfindlichkeit sind und bei hoher ISO die Körnigkeit steigt. Diesen Mythos probiert das Video zu zerstören, macht aber die Dinge noch komplexer, indem sie die Metapher ISO mit zusätzlichen Metaphern ausschmückt - statt einfach mal zu erklären, was Signal-/Rauschabstand und Signalverstärkung sind...

Welche Parameter beeinflussen denn die Empfindlichkeit eines Sensors?

[Mediamind]

Ich gebe zu, die Thematik führt mich als Praktiker an eine Grenze. Bei Leeming schraube ich die Iso hoch und habe somit den Gain verstärkt. Damit verstärke ich doch eigentlich auch den Müll, dachte ich bisher: hohe Iso = gleich hohe Verstärkung = hohes Rauschen, das war mein bisheriges Credo. Bei Leemng ist ja eigentlich bei normalen Bedingungen ausreichend Licht vorhanden, trotzdem nimmt man vergleichsweise hohe Iso-Werte. Kann ich das so verstehen, dass in diesem Fall ein "gutes" Signal einfach nur skaliert wird und deswegen Noise keine Rolle spielt?

[dienstag_01]

Natürlich erhöht die Anhebung der ISO-Verstärkung das Rauschen. Sie hat aber eben auch positive Effekte.
Allerdings sind pauschale Antworten schwer, da es unterschiedliche Sensoren und unterschiedliche Signalverarbeitung gibt (z.B. ISO-invarinte vs ISO-variante).
Was immer stimmt: besser als die ISO-Anhebung sind die optischen Mittel, um ein Bild richtig zu belichten: Blende, Belichtungszeit.

[cantsin]

Welche Parameter beeinflussen denn die Empfindlichkeit eines Sensors?

Sensorgröße, Pixelpitch, Mikrolinsen sowie ihr Abstand zueinander, Verdrahtung mit Kupfer oder mit anderen Materialien, BSI (back-side illumination/Drähte hinter der Sensorfläche) oder Drähte auf der Sensorfläche, Bayer-Filter oder 3-Chip-Design oder Monochrom-Sensor... - alles Parameter im Hardware-Design des Sensors.

Gainverstärkung verändert die Empfindlichkeit des Sensors nicht, sondern ist - wie gesagt - nur Signalverstärkung.

Die passende Analogie wäre ein Radio mit schwacher Antenne (=geringer Empfindlichkeit) vs. ein Radio mit leistungsfähiger Antenne (=hoher Empfindlichkeit). Auch das Radio mit schwacher Antenne kann ich so laut drehen wie das Radio mit besserer Antenne, kriege dann aber mehr Rauschen. Der ISO-Regler an der Kamera ist das Äquivalent zum Lautstärkeregler. (Umgekehrt verbessert/verändert der Lautstärkeregler eines Radios nicht dessen Funksignal-Empfindlichkeit.)

Die Northrop-Analogie mit dem Tacho finde ich eher unpassend und verwirrend.

[Bruno Peter]

Wenn man die Belichtung im Histogramm in des rechte Drittel verschiebt, soll es natürlich dann aber nicht clippen.
In den Nachbearbeitung wird durch die Luminnzabsenkung evtl. leichtes vorhandenes Rauschen entfernt.

[dienstag_01]

Welche Parameter beeinflussen denn die Empfindlichkeit eines Sensors?

Sensorgröße, Pixelpitch, Mikrolinsen sowie ihr Abstand zueinander, Verdrahtung mit Kupfer oder mit anderen Materialien, BSI (back-side illumination/Drähte hinter der Sensorfläche) oder Drähte auf der Sensorfläche, Bayer-Filter oder 3-Chip-Design oder Monochrom-Sensor... - alles Parameter im Hardware-Design des Sensors.

Gainverstärkung verändert die Empfindlichkeit des Sensors nicht, sondern ist - wie gesagt - nur Signalverstärkung.

Die passende Analogie wäre ein Radio mit schwacher Antenne (=geringer Empfindlichkeit) vs. ein Radio mit leistungsfähiger Antenne (=hoher Empfindlichkeit). Auch das Radio mit schwacher Antenne kann ich so laut drehen wie das Radio mit besserer Antenne, kriege dann aber mehr Rauschen. Der ISO-Regler an der Kamera ist das Äquivalent zum Lautstärkeregler. (Umgekehrt verbessert/verändert der Lautstärkeregler eines Radios nicht dessen Funksignal-Empfindlichkeit.)

Die Northrop-Analogie mit dem Tacho finde ich eher unpassend und verwirrend.

Das ist ja eine sehr umfassende Aufzählung geworden ;)
Ich wollte mit der Frage aber etwas anderes anregen: nämlich, dass zur nativen ISO nicht nur die Hardwarekomponenten des Sensors gehören, sondern auch die Software. Native ISO ist die optimal *angepasste* Kennlinie des Sensors. Der Gedanke, da sind alle internen Verarbeitungsschritte bei Null, wäre nicht richtig.

[cantsin]

Die hohen ISO-Werte, um gemäß Leeming bis an den Rand des Clippens zu kommen hatten mich unruhig gemacht. Scheinbar zu unrecht. Leeming geht über den Bereich des üblichen ETTR hinaus und je nach Bedingungen ist dies nur über High-ISO möglich.

Wenn man "über den Bereich des üblichen ETTR" hinausgeht, clippt man den Sensor - das ist in jedem Fall physische Überbelichtung und führt zu Informationsverlust (=abgeschnittenen Spitzlichtern).

Die Ergebnisse fand ich ansprechend. Der Beitrag von Tony Northrup lässt das Vorgehen mit höheren ISO Werten zu filmen in einem anderen Licht erscheinen. Was haltet Ihr davon?

Was er da sagt, ist nur begrenzt auf Video übertragbar, da bei Video fast immer mit festen Verschlusszeiten (wie 1/50 bei 24/25p) gedreht wird. D.h., es gibt bei der Belichtung eine Stellschraube weniger als bei Fotografie und die von Northrup propagierte Option, mit der Verschlusszeit 'runterzugehen, um mehr Licht einzufangen, fällt i.d.R. weg.

Er nennt ja 7 Möglichkeiten, um Bildrauschen zu vermindern: Verschlusszeit runter, Öffnen der Blende, lichtstärkere Festbrennweite statt Zoomobjektiv, Image Stacking, stärkere Beleuchtung, Blitzen, Motiv in besseres Licht rücken. Von denen fallen bei Video 3 weg.

[Mediamind]

Für mich bringt Dein Vergleich mit dem Radio die Sache auf den Punkt. Ein gutes Signal zu verstärken ist scheinbar ohne erkennbare Qualitätseinbußen möglich. Das Radio spielt dann den Ton sauber und laut ab, wenn ich das Volume erhöhe. Im Abendbereich filme ich im FF und mit bis zu 10.000 Iso. Ich werde einmal schauen, ob ich unter diesen Bedingungen mit Leeming noch arbeiten kann und wie das Ergebnis in der Post sich dann vom herkömmlichen Vorgehen unterscheidet. Nach Northrup wäre bei einer für diese Situation passenden Belichtung (Beim abendlichen Toast z.B. normaler Weise 1/50 bei f:4 und Iso 4000) die für Leeming erforderliche Erhöhung der ISO auf z.B. 12.000 kein Problem. Der "Radioempfang" wäre bei diesen Werten ja ausreichend gut und wenn dann ISO keine Rolle spielt....
Ich werde es ausprobieren, bevor ich damit ins Feld ziehe.

[cantsin]

Ich wollte mit der Frage aber etwas anderes anregen: nämlich, dass zur nativen ISO nicht nur die Hardwarekomponenten des Sensors gehören, sondern auch die Software. Native ISO ist die optimal *angepasste* Kennlinie des Sensors. Der Gedanke, da sind alle internen Verarbeitungsschritte bei Null, wäre nicht richtig.

ISO ist in der Videokamera-/Digitalkamera-Praxis vor allem eins: Quatsch.

Erstens, weil heute jeder Hersteller seine eigene, häufig Marketing-getriebene Formel für die Übersetzung von Lichtempfindlichkeit in ISO verwendet - und z.B. eine Sony-Kamera bei 200 ISO fast doppelt so stark belichtet wie eine Fuji-Kamera bei 200 ISO. Weshalb auch externe Belichtungsmesser mit heutigen Kameras nicht mehr ohne kameraspezifische Korrekturfaktoren verwendet werden können. (Hinzu kommt auch noch das Problem unterschiedlicher Farbräume und Kurven wie z.B. Rec709 versus Log, wodurch die ISO-Semantik noch mehr ins Schwimmen kommt, wenn z.B. 800 ISO Log äquivalent zu 200 ISO Rec709/sRGB ist.)

Zweitens, weil ISO wie gesagt eine Kompatibilitäts-Semantik zum Analogfilm ist - etwa so, wie der Papierkorb auf Computer-Desktops - und sich in der Realität hinter der ISO-Einstellung an der Kamera eine Kombination einer oder mehrerer nativer/Hardware-eigener Sensor-Gainwerte verbirgt, plus Gain-Verstärkung oder -Absenkung, plus häufig noch Gamma-Korrektur.

Aber die Kamerahersteller können es den Fotografen ja offenbar nicht zumuten, statt ISO- einfach Gain-Regler zu geben - so, wie das selbst bei MiniDV-Camcordern aus den 90ern noch üblich und sinnvoll war. Wenn man statt eines ISO 200/400/800-Regler wie damals einen Regler "-6db/0db/+6db/+12db" hätte, wüsste man auch, wie man die Kamera optimal belichtet.

[Mediamind]

Wenn man "über den Bereich des üblichen ETTR" hinausgeht, clippt man den Sensor - das ist in jedem Fall physische Überbelichtung und führt zu Informationsverlust (=abgeschnittenen Spitzlichtern).

Das ist soweit unstrittig. Wenn man den Leeminglut verwendet, wird die Grenze im Vergleich zum original Panalut als Konversionslut in Richtung Überbelichtung verschoben ohne das es clippt. Das ist wie gesagt weiter, als ich es bisher je getan habe. Die Zebras werden bei der S1 auf 95% bei V-Log und auf 105% bei Cinelike D einegstellt. Man bleibt dann eine halbe Blende unter dem Clippinpoint. Mit dem Panalut sieht das so etwas von überbelichtet aus, auch die Belichtungsanzeige schlägt komplett nach Rechts aus. Bisher habe ich eine halbe oder eine gante Blende überbelichtet, gerade bei der Gh5 ist das für die Schatten und Noise qualitativ zu empfehlen. Bei Leeming geht man wie gesagt bis zum Anschlag noch deutlich weiter. In der Post und Verwendung des Leeminglut sieht man in der tat, dass es nicht clippt.

[cantsin]

Das ist soweit unstrittig. Wenn man den Leeminglut verwendet, wird die Grenze im Vergleich zum original Panalut als Konversionslut in Richtung Überbelichtung verschoben ohne das es clippt.

Unser Mißverständnis hat wieder mit Semantik-Problemen zu tun, die Kompatibilitätsaltlasten aus Analogfilm-Zeiten sind. Wenn man einen Sensor nicht clippt, belichtet man ihn eigentlich auch nicht über. "Überbelichtung" ist ETTR und/oder das spezifische Belichten für Log-Profile nur aus der Sicht entweder von analoger Filmbelichtung oder Belichtung mit sRGB/Rec709-Bildprofilen.

Mit dem Panalut sieht das so etwas von überbelichtet aus, auch die Belichtungsanzeige schlägt komplett nach Rechts aus.

Ja, das ist dann allerdings ein Gamma- und kein Gainproblem, und kann in der Nachbearbeitung durch Absenkung des Gammawerts vor der LUT kompensiert werden.

Wie gesagt, die Industrie traut sich nicht, den gemeinen Fotografen mit Begriffen wie Gamma und Gain zu belästigen und deshalb schlagen wir uns mit in der Praxis uneindeutigen Begriffen wie ISO und Überbelichtung herum.

[fritz1]

wie bekommt man heraus,welches die native Sensor-Empfindlichkeit einer Kamera ist?

[dienstag_01]

Sinnvoll für das Video wäre ein Vergleich zweier korrekt belichteter Bilder gewesen, einmal mit optischen und einmal mit elektronischen (ISO) Mitteln.
So we es jetzt ist, vergleicht er ständig zwei völlig unterschiedlich belichtete Bilder und im Falle von ISO die Anhebung in der Kamera vs der Anhebung in der Post.
Das ist schon ganz schön naja.

[cantsin]

wie bekommt man heraus,welches die native Sensor-Empfindlichkeit einer Kamera ist?

Wenn es der Hersteller nicht angibt, ist das ein Ratespiel. Am einfachsten ist es bei Kameras mit Log-Bildprofilen - da gibt es für das Log-Profil i.d.R. nur eine (oder bei dual-gain-Sensoren zwei) native ISOs. Allerdings sind diese Werte wiederum nicht auf das Fotografieren und Filmen in sRGB/Rec709-Profilen übertragbar...

[mash_gh4]

... deshalb schlagen wir uns mit in der Praxis uneindeutigen Begriffen wie ISO und Überbelichtung herum.

ich finde, dass die entsprechenden angaben in den betreffenden normen klar und nachvollziehbar beschrieben sind, sowohl im bereich der analogen fotografie, wie auch im bezug auf digitale arbeitsmittel.

auch bei analogen film gab es immer schon die möglichkeit mit verschiedenen entwicklungstechniken, die vorgegebenen eigenschaften des aufnahmematerials massiv zu verändern, so dass alleine die angabe einer resultierenden optischen dichte des negativmaterials nach belichtung mit einer vorgegebenen lichtintensität für die beurteilung einer empfindlichkeitsangabe nicht zweckmäßig gewesen wäre, sondern eben immer die abbildung eines klar vorgegebene objektkontastumfangs als basis herangezogen wurde. das hat sich auch im digitalen umfeld nicht geändert, nur dass hier eben die sättigung der fotorezeptoren noch oben hin und das rauschen nach unten hin etwas andere definitionsangaben und messverfahren nahe legen. trotzdem, im wesentlichen macht es durchaus sinn, sich weiterhin an diesen normierten beschreibungsweisen zu orientieren, statt sich auf irgendwelchen amateurhaften privatvorgaben zu beziehen.

[mash_gh4]

wie bekommt man heraus,welches die native Sensor-Empfindlichkeit einer Kamera ist?

z.b. mit einer demo version von imatest kann man das relativ einfach an hand mehrerer aufnahmen eines gewöhnlichen graukeils od. mit professionellen von hinten beleuchteten dichtefilter stufenkeilen bestimmen.

https://www.imatest.com/wp-content/uplo ... 64_720.mp4

[cantsin]

auch bei analogen film gab es immer schon die möglichkeit mit verschiedenen entwicklungstechniken, die vorgegebenen eigenschaften des aufnahmematerials massiv zu verändern,

...a.k.a. Push-Entwicklung, klar.

Nur sind wir bei Digitalkameras in der Situation, dass die Filmemulsion (metaphorisch gesprochen) fest in die Kamera eingebaut und Push/Pull-Entwicklung über den ISO-Regler implementiert ist. Nur eben bei den meisten Herstellern intransparent, dass man i.d.R. nicht weiss, bei welchen ISO-Werten jeweils gepullt, normal entwickelt oder gepusht wird.

[Darth Schneider]

Eben, darum war doch das früher mit dem Gain +- irgendwie viel klarer, für Video.
Gruss Boris

[Funless]

Ich muss zu meiner "Schande" gestehen, dass ich es aus meiner persönlichen Historie auch nur mit Gain kenne, da meine ersten jugendlichen Gehversuche im Filmen mit Videokameras waren und ich danach auch nie Berührungspunkte mit einer analogen Filmkamera hatte auch wenn ich stets gerne eine gehabt hätte.

Diese ISO Geschichten bringen mich bei den Digitalkameras auch jetzt noch durcheinander.